机车轮缘固体润滑材料的制作方法

专利名称：机车轮缘固体润滑材料的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种固体润滑材料，它属于铁路机车车辆轮缘的润滑技术。
长期以来，机车及车辆轮缘磨损是我国铁路运输生产的技术关键之一，由于列车重量和牵引速度的增长和提高，特别是使用淬火钢轨和水泥轨枕的情况下，更加速了机车轮缘的磨损。由铁道部研究院研制公开了一种HB-1型机车轮缘润滑装置，于1990年通过部级鉴定。该装置是采用液体油脂润滑，但存在许多缺陷，润滑装置结构复杂。主要由控制电路、压力空气、油缸、油管及喷油咀等组成。在机车行驶中经常发生故障，另外靠压力空气通过喷油咀向轮缘喷油，由于车轮高速回转的离心作用，油很难准确喷到固定位置上，并难以形成连续性油膜，故轮缘仍受到载挤而使寿命非常短。另外向轮缘喷液体润滑油不但成本高，浪费大，且污染环境。
本发明的目的在于避免上述技术中的不足之处，而提供一种固体润滑材料，从而可解决轮缘的严重磨损，降低了成本，且不污染环境。
本发明的目的可以通过以下措施来达到固体润滑材料，它由石墨、二硫化钼、石油焦或沥清焦复合而成，其配比为石墨取80-85%，二硫化钼取3-5%，石油焦或沥清焦取10-15%，经混合、热挤压低温焙烧1300℃，保温8-12小时，高温焙烧2700℃，保持18-24小时，形成碳-石墨化多孔性毛坯，以此材料作为润滑材料骨架，经清洗、烘干将铜合金或巴氏合金，或将聚四氟乙烯悬浮液和水玻璃，或将改性酚醛树脂浸渗在碳-石墨化多孔性毛坯内，放入浸渗釜内，经抽真空、加压保持2-8小时，关闭热源，取出制品，形成了春秋季、冬季、夏季用的润滑材料。
本发明通过上述措施与现有技术相比具有如下优点润滑装置将固体材料压向轮缘，在摩擦表面形成垂直的压力，当车轮飞速回转时，固体润滑材料受到强烈损伤而产生微小的破裂，一方面向轮缘表面转移、粘结，另一方面向自身的润滑材料吸附着微型的润滑粒子在轮轨之间滚动，随着摩擦速度的增加，润滑膜形成的越快，摩擦系数随速度增加摩擦系数减小，又由于磨擦热，促进了固体润滑剂与周围气氛的反应，起到分解变质作用，增加了与金属的化学亲和性，石墨和二硫化钼结晶构造各向异性，垂直于轮缘表面上是极其坚硬的能够嵌入金属中去，嵌入后的固体润滑剂作为核心来凝聚，于是形成连续性涂膜。根据上述原理，固体润滑材料与传统的油膜相比它的效果十分明显。
a、轮缘在高速反复冲击、挤压、扭曲、滚动中可大大减少磨擦。
b、由于固体润滑材料直接粘附在轮缘表面上，不受高速回转离心力的作用而将润滑膜抛出，同时不粘结灰尘和杂质，润滑性能稳。
c、固体润滑材料比液体油脂润滑承载力大。
d、不污染环境，节约能源，成本低。
下面参照附图，结合实施例对本发明予以详细说明

图1是本发明的工作示意图;
图2是现有技术HB-1型轮缘喷油装置示意图;
图3是适用于冬季的用金属浸渗碳-石墨化多孔性毛坯的工艺流程;
图4是适用于春秋季的用热固性酚醛树脂或呋喃、环氧树脂浸渗碳-石墨化多孔性毛坯的工艺流程;
图5是适用于夏季的用热塑性聚四氟乙烯悬浮液体浸渗碳-石墨化多孔毛坯的工艺流程。
参照图中标号车轮轮缘(1)，轴颈(2)，车轮踏面(3)，轴微身(4)，传动齿轮(5)，固体润滑装置(6)，喷油装置(7)。
参照图3实施例1取石墨85%、二硫化钼5%、石油焦或沥清焦10%，经混合后，再热挤压以低温1300℃焙烧，保持8小时，高温2700℃焙烧，保持18小时，形成碳-石墨化多孔性毛坯，以此作为骨架，再清洗、烘干150℃保持1小时，放入浸渗釜内密封，抽真空，真空度在120mm水银柱，保持2小时，再将熔化好的铜合金或巴氏合金，温度需要≥1100℃和≥350℃压入浸渗釜内，将截止阀关闭，然后通入压力空气，压力为100Kgf/平方厘米，保持8小时，关闭热源，取出制品、空冷，即可制成适合于冬季用的润滑材料。
参照图4实施例2取石墨85%、二硫化钼5%、石油焦成沥清焦10%，经混合后，再热挤压以低温1300℃焙烧，保持8小时，高温2700℃焙烧，保持18小时，形成碳-石墨化多孔性毛坯，以此材料作为骨架，再清洗、烘干150℃，保持1小时，放入浸渗釜内，再将热固性酚醛树脂或呋喃、环氧树脂，放入浸渗釜内，抽真空，真空度在70mm水银柱，保持1小时，然后加热200℃，再通入压力空气，压力为5Kgf/平方厘米，保持4小时，关闭热源，取出制品，即可制成适用于春秋季用的润滑材料。
参照图5实施例3取石墨85%、二硫化钼5%、石油焦或沥清焦10%，经混合后，再热挤压以低温1300℃焙烧，保持8小时，高温2700℃焙烧，保持18小时，形成碳-石墨化多孔性毛坯，以此材料作为骨架，经清洗、烘干150℃，保持1小时，放入浸渗釜内，抽真空，真空度在100mm水银柱，保持2小时，再将热塑性聚四氟乙烯悬浮液搅拌后放入浸渗釜内，通入压力空气，压力为10Kgf/平方厘米，保持4-6小时，取出后烘干250℃，加压5Kgf/平方厘米，保持2小时，再放入烧结炉内塑化400℃，保持1小时，即可形成夏季使用的润滑材料。
权利要求
1.一种固体润滑材料，它由石墨、二硫化钼、石油焦或沥清焦复合成而，其配比为石墨取80-85%，二硫化钼3-5%，石油焦或沥清焦取10-15%，经混合、热挤压低温焙烧1300℃，保温8-12小时，高温焙烧2700℃，保持18-24小时，形成碳--石墨化多孔性毛坯，以此材料作为润滑材料骨架，经清洗、烘干浸渗铜合金或巴氏合金，或浸渗热塑料聚四氟乙烯悬浮液和水玻璃，或浸渗改性酚醛树脂。
2.根据权利要求1所述的固体润滑材料，其特征在于将毛坯清洗、烘干保持1小时，放入浸渗釜内密封抽真空，真空度在120mm水银柱，保持2小时，将铜合金或巴氏合金溶化后压入釜内，通过入压力空气为100Kgf/平方厘米，保持6-8小时。
3.根据权利要求1所述的固体润滑材料，其特征在于将毛坯清洗、烘干保持1小时，放入浸渗釜内密封抽真空，真空度在70mm水银柱，再加热到200℃，通入压力空气为5Kgf/平方厘米，保持2-4小时。
4.根据权利要求1所述的固体润滑材料，其特征在于将热塑性聚四氟乙烯悬浮液进行搅拌，将毛坯清洗、烘干保持1小时，放入浸渗釜内抽真空，真空度在100mm水银柱，保持2小时，将聚四氟乙烯抽入釜内，通入压力空气为10Kgf/平方厘米，保持4-6小时，取出后烘干250℃，加压5Kgf/平方厘米，保持2小时，再放入烧结炉内塑化400℃，保持1小时。
全文摘要
机车轮缘固体润滑材料是由石墨、二硫化钼、石油焦或沥青焦复合而成，经加热混合、热挤压、低温焙烧及高温石墨化，制成碳——石墨化多孔性毛坯。以此材料作为骨架，经浸渗铜合金或巴氏合金或热固性树脂材料或聚四氟乙烯后形成，具有强度高、耐磨性好、润滑效果显著的碳——石墨固体润滑复合材料。该复合材料可在金属凸凹表面上，形成连续性的润滑薄膜，使磨擦偶件分开，轮轨磨耗减少，该材料与油脂润滑相比，既不污染环境，又节约能源，在-65℃～280℃范围内可得到充分润滑。
文档编号C10M103/02GK1077483SQ9310488
公开日1993年10月20日 申请日期1993年5月11日 优先权日1993年5月11日
发明者张忠惠 申请人:哈尔滨铁路局哈尔滨科学技术研究所